Enrique Ortega. Lab. Eng. Ecológica. DEA/FEA/Unicamp (02/2002. Rev. 03/2003)

MINI-MODELOS DE ECOSSISTEMAS E  SIMULAÇÕES EM COMPUTADOR

H.T. Odum, University of Florida, E. Odum, Santa Fe Community College, Gainesville, Flórida, USA, 1994.
http://www.unicamp.br/fea/ortega/eco/simul/indice-p.htm

Parte 1. Modelos básicos (primeiro conjunto)

Introdução
Para fazer a simulação de ecossistemas (naturais e antrópicos) é necessário conhecer: 

(a) as leis de energia e os princípios dos sistemas abertos
(b) os diversos tipos de fontes de energia
(c) as interações que ocorrem e 
(d) as  funções usadas para descrever os processos no ecossistema. 

Para representar um ecossistema usaremos o diagrama de fluxos de energia uma técnica que usa   símbolos gráficos para mostrar as componentes externos e internos do sistema.Existem símbolos para fontes externas, fluxos, interações, estoques internos e saídas de energia. 

A linguagem simbólica dos fluxos de energia é apresentada no livro "Sistemas Ambientais e Políticas Públicas" de H.T. Odum, E. C. Odum  et al. (1988). Veja um resumo dos principais Símbolos.

Existem várias técnicas de modelagem: a estatística, a fenomenológica, a determinística e outras. A  determinística consiste em propor um tipo de comportamento entre forças, interações e produtos para um tipo de sistema, testar o desempenho do modelo e verificar os valores dos coeficientes utilizados. 

Porque simular? Geralmente interessa prever o desempenho de um sistema, observando como mudam os estoques internos com o tempo (por exemplo: Q versus T). Feito o modelo ele nos permite simular as conseqüências de alterações nas forças externas ou do estabelecimento de novos arranjos internos. 

Conhecendo o desempenho de um sistema podemos desenvolver ações de controle para melhorar seu desempenho conforme certos padrões de qualidade estabelecidos pelo conjunto da população.

Para fazer a simulação de um ecossistema pode usar-se qualquer linguagem de programação pois os conceitos básicos são os mesmos. Aqui você encontrará  algumas instruções ao respeito. 

O exemplo completo do primeiro caso servirá para desenvolver os programas dos outros modelos.

Leis da Energia
 
"Primeira lei: A energia não se cria , não desaparece e sim muda de forma"
E = constante = soma de energias

"Segunda lei: A energia potencial gera trabalho (W) e energia degradada (Q)"
E = W + Q

 Princípios dos sistemas abertos
 
"Os sistemas criam laços auto-catalíticos e se auto-organizam."
Os sistemas abertos evoluem e a evolução depende da energia disponível, da organização interna e dos produtos e resíduos do sistema.

"Os sistemas interagem para criar redes de fluxo de energia"
As redes permitem maximizar o fluxo de energia em circulação.

"Os conceitos aplicados a energia se aplicam também a massa"
M = constante
Me = Mw + Mq 

"Os sistemas se desenvolvem em pulsos de produção e consumo que tendem a ampliar-se"
Os sistemas abertos oscilam e as oscilações aumentam com o tamanho do sistema.

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